Розподіл важких металів у донних відкладах річки Кам'янка (Житомирське Полісся): геодинамічний аспект

Мета: Встановити комплексні базові геохімічні дані щодо закономірностей розподілу важких металів у донних відкладах басейну річки Кам'янка в контексті геодинамічної еволюції Українського щита та довгострокової тектонічної стабільності. Дослідження спрямоване на характеристику взаємозв'язку між глибинними кірковими процесами, що тривають понад 3,8 мільярда років геологічної історії, та сучасною екологічною геохімією, з особливим акцентом на розрізненні природних фонових концентрацій металів, що походять від процесів корового вивітрювання, та потенційних джерел антропогенного забруднення в цьому геодинамічно стабільному континентальному платформному середовищі. Методологія: Для аналізу зразків донних відкладів, зібраних із стратегічно обраних репрезентативних ділянок, що відображають повний спектр різноманітних геоморфологічних та гідрологічних умов у геодинамічно стабільній кратонній області, систематично застосовувалися сучасні спектрофотометричні аналітичні методи, включаючи мас-спектрометрію з індуктивно зв'язаною плазмою (ICP-MS) та атомно-абсорбційну спектроскопію (AAS). Комплексна стратегія відбору проб охоплювала різні седиментаційні середовища від верхів'їв річок, що зазнають впливу підземних вод, до низових ділянок, які піддаються впливу міського стоку та сільськогосподарських надходжень. Процедури послідовної екстракції та оцінки біодоступності були інтегровані для оцінки спеціації металів та їх екологічної мобільності, тоді як заходи контролю якості включали сертифіковані еталонні матеріали, дублікатні аналізи та визначення холостих проб для забезпечення аналітичної надійності та екологічної значущості отриманих результатів. Результати: Встановлено виражене домінування заліза (3862 мг/кг) та алюмінію (1906 мг/кг), що відображає характерні ознаки алюмосилікатного вивітрювання докембрійських кристалічних порід фундаменту, типових для геологічної провінції Українського щита. Есенціальні мікроелементи, включаючи мідь (5,2 мг/кг), хром (7,8 мг/кг) та нікель (2,5 мг/кг), були виявлені на рівнях природного фону, тоді як потенційно токсичні елементи, такі як ртуть, кадмій та вісмут, стабільно залишалися нижче аналітичних меж виявлення. Співвідношення Al/Fe 0,49 вказує на типові ознаки континентального вивітрювання без незвичайних закономірностей збагачення або збіднення. Геохімічна характеристика відповідає седиментаційному середовищу, що домінується природним териґенним надходженням, похідним від стабільних континентальних процесів вивітрювання, що функціонують в умовах тривалої геодинамічної стабільності, з мінімальним тиском антропогенного забруднення, що відображає відносно стабільні геодинамічні умови та ефективне екологічне управління в досліджуваній області. Наукова новизна: Вперше комплексно охарактеризовано складний взаємозв'язок між геодинамічною еволюцією Українського щита та сучасними закономірностями розподілу важких металів у флювіальних седиментаційних системах, встановлено критичну важливість довгострокової тектонічної стабільності у контролі екологічної геохімії. Розроблено нову інтегровану концептуальну модель механізмів акумуляції металів в умовах стабільних кратонних умов, що включає термодинамічні рівноважні співвідношення, процеси поверхневого комплексоутворення та біогеохімічні цикли. Це дослідження демонструє, що геодинамічні чинники фундаментально визначають долю та транспорт металів у гідрогеологічних системах, де довгострокова тектонічна стабільність дозволила розвиток характерних профілів вивітрювання та гідрогеохімічних режимів, які контролюють мобільність та біодоступність важких металів у континентальних платформних середовищах. Практичне значення: Результати встановлюють надійну наукову основу для науково обґрунтованих стратегій екологічного управління в геодинамічно стабільних регіонах світу та надають критично важливі базові дані для майбутнього екологічного моніторингу та оцінки екологічних ризиків у подібних геологічних та кліматичних умовах по всьому регіону Українського щита. Результати підтримують ініціативи сталого розвитку та програми захисту екосистем у контексті триваючих процесів урбанізації, що впливають на давні кристалічні щитові терени, водночас сприяючи розробці ефективних стратегій екологічного управління для регіонів, що характеризуються давніми кристалічними породами фундаменту. Це дослідження має важливі наслідки для розробки екологічної політики та надає необхідні дані для підтримки ініціатив адаптації до клімату та міської стійкості в континентальних платформних умовах.